专利汇可以提供一种自主移动式监测浮标及其监测方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种自主移动式监测浮标及其监测方法,所述的浮标包括圆碟形 外壳 、密封壳、控制系统、通信 导航系统 、驱动系统、 传感器 系统和 能源 系统,所述的控制系统分别与通信导航系统、驱动系统、 传感器系统 和能源系统连接,所述圆碟形外壳分上部壳体和下部壳体,上部壳体和下部壳体之间形成空腔。由于本发明圆碟形外壳的外形采用回转面形状,径厚比设计较大,其操纵的灵活性极好,可实现0回转半径的转向运动,大径厚比设计提高浮标 滑行 运动的 升阻比 ,可以实现在较浅 水 域实现较大的水平位移运动。圆碟形外壳的外形上表面小 曲率 设计有效提高 太阳能 电池 板的发电效率。本发明能有效增加圆碟形自主移动式监测浮标连续作业时间。,下面是一种自主移动式监测浮标及其监测方法专利的具体信息内容。
1.一种自主移动式监测浮标,其特征在于:包括圆碟形外壳(2)、密封壳(3)、控制系统(13)、通信导航系统(23)、驱动系统(26)、传感器系统(24)和能源系统(25),所述的控制系统(13)分别与通信导航系统(23)、驱动系统(26)、传感器系统(24)和能源系统(25)连接,所述圆碟形外壳(2)的外形是一个回转面形状,俯视图呈圆形,侧视图呈流线型,外壳的最大直径是最大高度的2倍以上;圆碟形外壳(2)分上部壳体和下部壳体,上部壳体和下部壳体之间采用螺栓进行连接,内部形成空腔;圆碟形外壳(2)内部设置密封壳(3),密封壳(3)内为水密空间;在圆碟形外壳(2)与密封壳(3)之间设置油囊(5),油囊(5)与密封壳(3)内电驱液压筒通过油管(4)连通;圆碟形外壳(2)上布置进水孔(6),将圆碟形外壳(2)和密封壳(3)之间的非水密空间与圆碟形外壳(2)外的水体连通;所述驱动系统(26)包括浮力调节模块(21)和重心调节模块(22);所述浮力调节模块(21)由电驱液压模块a(27)和电驱液压模块b(28)组成;所述电驱液压模块a(27)由电驱液压缸a(11)和油囊(5)组成,所述电驱液压模块b(28)由电驱液压缸b(12)和油囊(5)组成;电驱液压缸a(11)与电驱液压缸b(12)平行布置,且电驱液压缸a(11)与电驱液压缸b(12)的活塞推进方向相反;所述重心调节模块(22)由电驱滑块模块a(9)和电驱滑块模块b(10)组成;所述能源系统(25)包括蓄能电池(18)和太阳能电池板(1);所述太阳能电池板(1)安装在圆碟形外壳(2)的上表面;所述传感器系统(24)包括水压传感器(7)、水温传感器(8)、电子罗盘(14)、倾角传感器(15)和加速度传感器(16),所述的电子罗盘(14)、倾角传感器(15)和加速度传感器(16)安装在密封壳(3)内,水压传感器(7)和水温传感器(8)安装在密封壳(3)外;
所述的通信导航系统(23)包括卫星天线(20)、导航定位模块(17)、短报文通信模块(19),负责接收指挥中心的指令后,传送至控制系统(13);同时接受控制系统(13)的指令,通过短报文通信模块(19)将浮标的位置信息、监测数据回传指挥中心;
所述的控制系统(13)控制通信系统接收卫星导航定位和指令,解读通信导航系统(23)接收的指令;控制系统(13)控制驱动系统(26)的重心调节模块(22)和浮力调节模块(21)实施重心的平面调节和浮力的调整;控制系统(13)根据蓄能电池(18)的反馈的蓄能状态以及作业需要,实施对能源系统(25)的节能管理,使得能源系统(25)在水面时利用太阳能电池板(1)进行蓄能,并实现能源系统(25)的待机节电模式和正常工作模式的切换;
控制系统(13)控制传感器系统(24)采集数据,并接受传感器系统(24)的数据反馈;
所述的电驱液压模块a(27)和电驱液压模块b(28)均采用步进电机推动活塞,将液压油缸内的油液压进密封壳(3)外的油囊(5)中,或者将油囊(5)中的油吸进液压油缸内,从而达到增加或者减少圆碟形自主移动式监测浮标的排水体积,调节净浮力的目的;
所述的电驱液压模块a(27)和电驱液压模块b(28)均采用步进电机推动活塞,所述的重心调节模块(22)包括电驱滑块模块a(9)和电驱滑块模块b(10),两者相互垂直布置;
所述的电驱滑块模块a(9)和电驱滑块模块b(10)采用步进电机推动质量块直线运动,实现圆碟形自主移动式监测浮标重心在一个方向上的重心移动;
所述的通信导航系统(23)包括嵌入式北斗卫星天线(20)、卫星导航定位模块(17)以及短报文通信模块(19);通信导航系统(23)接收北斗卫星系统信号,并通过北斗卫星系统向指挥中心回传数据,实现北斗卫星短报文通信和导航定位功能;
所述的控制系统(13)内嵌嵌入式操作系统,负责航行控制、数据采集控制与管理、导航定位与通信控制、电源管理、路径规划及故障诊断。
2.根据权利要求1所述的一种自主移动式监测浮标,其特征在于:所述的圆碟形外壳(2)的上表面曲率较小,以利于太阳能电池板(1)的安装,并获得更高的发电效率。
3.根据权利要求1所述的一种自主移动式监测浮标,其特征在于:所述的圆碟形外壳(2)由玻璃钢或者塑料制作。
4.根据权利要求1所述的一种自主移动式监测浮标,其特征在于:所述的圆碟形外壳(2)由轻质耐腐蚀合金材料制作。
5.根据权利要求1所述的一种自主移动式监测浮标,其特征在于:所述的太阳能电池板(1)为非晶硅太阳能电池板或单晶硅太阳能电池板或多晶硅太阳能电池板或多元化合物太阳能电池板。
6.一种圆碟形自主移动式监测浮标的监测方法,其特征在于:包括以下步骤:
A、将圆碟形自主移动式监测浮标投放到指定水域,并启动圆碟形自主移动式监测浮标上的各个系统;
B、通过通信导航系统(23)接受地面指挥中心的指令,制定运动路径,由控制系统(13)向驱动系统(26)的浮力调节模块(21)和重心调节模块(22)发出指令,驱动圆碟形自主移动式监测浮标在水中运动;
C、定时或者指定深度启动传感器系统(24)的水压传感器(7)和水温传感器(8),获得监测数据并存储监测数据;
D、圆碟形自主移动式监测浮标完成数据采集任务后,上浮至水面,将监测数据通过通信导航系统(23)的短报文通信模块(19)传送到地面指挥中心,启动太阳能电池板(1)对蓄能电池(18)进行充电,接受指挥中心的下一步行动指令。
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